天然气管道穿越河流的防洪工程

天然气管道穿越河流的防洪工程

李智军

中石油昆仑燃气有限公司安徽分公司安徽合肥230000

【摘要】随着天然气管道的大量敷设，不可避免需要穿越各种河流，这就需要考虑穿越河流时的防洪影响，文中以安徽省怀远县、五河县天然气管道穿越天河的防洪工程为例，详细介绍天然气管道穿越河流的防洪工程，并根据地质情况提出相应的技术措施，最终保证了工程的顺利实施。

【关键词】天然气管道穿越防洪

1工程概况

1.1工程背景

蚌埠经济社会的快速发展和城市的快速扩张，迫切需要加强节能减排以打破能耗约束瓶颈，依靠更多利用清洁能源、加大污染治理力度，实现集约、智能、绿色、低碳的新型“四化”同步发展。而更大比例的利用属于清洁能源的天然气，成为蚌埠经济发展的首要选择。

2013年5月，中石油昆仑燃气公司安徽分公司完成了《安徽省怀远县、五河县输气管道工程可行性研究报告》，根据与怀远、五河县政府的供气协议和市政府的总体要求，建设输气管道工程，积极拓展燃气利用领域，满足蚌埠市域内的天然气需求、改善能源结构、减少环境污染、推动地方经济建设。工程近期主要考虑向怀远县经济开发区和沫河口工业园区采用输气管道供气。

本输气管道工程从西气东输一线刘巷子分输站接气，向安徽省怀远县、五河县输气管道工程供气，穿越天河和天河封闭堤处采用定向钻穿越方案。

1.2工程建设

主要工程建设内容为：

1.2.1管道出土点处加固处理工程；

1.2.2发送、接收基坑及倾斜段回填加固工程；

1.2.3管道穿越起、终点段钢筋混凝土截水环加固工程；

1.2.4穿越天河封闭堤堤防灌浆加固工程；

1.2.5堤防防渗加固工程。

本次防洪影响处理工程主要工程量见表1-1。

2水文

根据淮河、天河水文特征及新建的55.0m3/s，装机4000kw的天河排涝站，同时又考虑天河为蚌埠市应急水源地，蓄水位远期将抬高到18.5m，确定天河泵站起排水位为18.70m。经利用水量平衡公式分析计算，在受淮河高水位顶托，天河流域发生20年一遇洪水时，防洪水位为20.00m，50年一遇洪水位约为20.40m。

3工程地质

3.1区域地质构造

场地大地构造单元隶属于中朝淮地台构造单元。中朝淮地台由北部的淮河台坳和南部的江淮台隆组成，凤阳运动使基底固结。安徽境内断裂构造十分发育，已断定的断裂构造13条、大断裂29条。按照方向可归纳为东西向、北北东向、北东向、南北向、北西向等五个组合。其中穿越段主要为北东向断裂覆盖，包括北东向及北北东向断裂两类。前一类发生于皖南期至加里东期，后一类发生于晚白垩世之后。

3.2场地地震效应及场地类别

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），蚌埠地区场地地震动峰值加速度为0.10g，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组。本次勘探揭示20m以粘性土为主，确定场地土类型为中软土；根据钻探揭示场地内覆盖层厚度小于50m，故确定场地类别为Ⅱ类。

3.3结论及建议

3.3.1结论

①本次勘察根据委托要求和有关规范实施。通过勘察基本查明了场地工程地质条件（各地基土变化规律详见工程地质纵断面图），提交的成果达到了甲方、设计的委托要求

②根据勘察：场地地基土可划分为6个工程地质层，细划分为11个工程地质亚层。

③场地勘探深度内地下水为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。本次勘察期间，测得孔隙潜水水位埋深0.80～1.80m，潜水水位易受季节气候、地形地势条件及人类活动影响，变幅一般在1.0～2.0m左右，与本工程密切相关。孔隙潜水对砼有微腐蚀性，对砼中钢筋在长期浸水和干湿交替条件下均有微腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。地表水对砼有微腐蚀性，对砼中钢筋在长期浸水和干湿交替条件下均有微腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

④场地土壤对钢结构腐蚀性等级为强腐蚀性。

⑤本场地地震动峰值加速度为0.10g，抗震设防烈度为7度，设计地震组为第一组，场地土属于中软土，场地内覆盖层厚度小于50m，场地类别为Ⅱ类。

⑥本次勘探未揭示有不良地质作用，场地稳定性良好，适宜本工程建设。

3.3.2建议

①穿越施工时应注意泥浆的配比，根据地质情况和管径大小选择合适的泥浆粘度，以避免砂性土发生塌孔、软土缩径等现象，从而影响管道正常施工，施工时应对此特别注意。

②场地周边土壤对钢结构腐蚀性等级为强腐蚀性，建议应加强对管线的外层保护。

③施工前应对场地内埋设的管线进行调查，以确定其具体位置及其相应的埋深。

4防洪工程

4.1在出土点附近开挖管道基坑，开挖范围在管道轴线两侧各1.5m，暴露出管道，深度约2m，基坑临时开挖边坡为1:0.5（根据管道主设提供的建议开挖坡比确定），沿管道轴线方向长11m。回填前，先夯实基坑地面表层土，然后在管道下部设置C20素混凝土支撑体，在管道外侧包橡胶板，回填土可采用与堤身土质接近的粉质粘土，回填土的压实系数要求不得小于0.91（参照天河4级堤防执行）。这里的入土点管道基坑：底宽3m深约2m，边坡1:0.5。并于出、入土点基坑部位的管道各设置3处截水环，增加抗渗性。

4.2根据套管的敷设深度，接收基坑与发送基坑深度都控制在5m（初拟定基坑底高程为15.00m），挖深超过3m时，应将边坡放缓或加筑平台，管沟深度超过5m时，应加设分级平台（管沟深度每2m一级），每级平台宽度至少0.5m且边坡坡度不得大于1:0.67（初拟定为两级边坡，下层1:0.75，上层1:1，中间平台宽1m）。

4.3在管道穿越起、终点附近开挖管道基坑，开挖范围在管道轴线两侧各1.5m，暴露出管道，深度约2m，基坑临时开挖边坡为1:1（根据管道主设提供的建议开挖坡比确定，同时考虑与发送、接收基坑开挖边坡相协调），沿管道轴线方向长6.8m。回填前，先夯实基坑地面表层土，然后在管道下部设置C20素混凝土支撑体，在管道外侧包橡胶板，回填土可采用与堤身土质接近的粉质粘土，回填土的压实系数要求不得小于0.91（参照天河4级堤防执行）。并于出、入土点基坑部位的管道各设置3处截水环，增加抗渗性。

4.4天河封闭堤堤防加固灌浆的范围确定为：在宽度方向，考虑垂直管道中心线两侧各2.0m，加固条带宽度为4.0m；在管道长度方向，沿管道轴线方向从堤防迎水侧堤脚发送、接收基坑开始，向堤防外测延伸到堤防背水坡堤脚，总长44m；在深度方向，本着重点加固管道周围砂层和受扰动破坏的土体的原则，灌浆造孔深度为管道之下2.5m（到达隐患层），处理深度范围为管道上下方各2.5m。最小钻孔深度6.4m，最大钻孔深度10.1m，平均灌浆厚度为8.3m，灌浆的孔距和排距均采用2m。

4.5顶管穿越“提供”了一条渗流通道，而且穿越处堤防土质为含砾石粉质黏土，抗渗性稍差，存在安全隐患，应考虑进行防渗加固处理。本次选用水泥高压旋喷截渗墙方案，对定向钻穿堤处的堤防进行截渗加固处理。

5主要技术指标

5.1水泥：本工程采用符合国家和行业现行标准的强度。

5.2砌筑石料：原则就近购买，石料应石质均匀、不易风化、无裂纹，其标号应符合设计规定。石质为较坚固的砂岩，标号不低于MU30的条（块）石。石料应与现状挡墙用石规格、颜色相同或相近。

5.3砂子：砂浆中所用水泥、砂、水等材料质量应符合砼相应材料的质量标准。

5.4砼材料

5.4.1拌制砼所用各项材料质量，应经过检验，试验方法应符合《公路工程水泥混凝土试验》（JTJ053）有关规定。混凝土抗压强度测定值不低于85%的保证率。

5.4.2混凝土中砂、碎石、水泥、水的质量应符合有关材料的规范。

5.4.3混凝土配合比应由试验确定。配制的混凝土应满足和易性、凝结速度等施工技术。